石油天然气化学宇宙无敌最全版本(共11页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上石油化学思考题1. 为什么H/C原子比可以作为表征石油化学组成的一个基本参数？H/C原子比与原油的化学结构有关系。在相对分子质量相同的情况下，各种烃类碳氢原子比大小顺序是：烷烃环烷烃芳香烃 同一系列的烃类，其H/C原子比随着分子量的增加而降低；烷烃的变化幅度较小，环状烃的随分子量的变化幅度较大。不同结构的烃类，碳数相同时，烷烃的H/C原子比最大，而芳烃最小。对于环状烃而言，相同碳数时，环数增加，其H/C 原子比降低。 原子比：（1） 石油中 H/C 原子比， 也代表着芳香性趋势 (2)石油馏分中，随馏分变重， H/C 原子比逐渐减小2. 按照馏分组成，石油可以分为哪几

2、个馏分？各个馏分分别有什么用途？ 500减渣馏分(渣油)3. 石油的烃类组成有哪几种表示方法？各自的含义是什么？ 单体烃组成表示法 表明了石油馏分中的每一种烃（单体化合物）目前仅限于阐述石油气和石油 低沸点馏分的组成 族组成表示法 用化学结构类似的一类化合物表示石油馏分的组成 结构族组成表示法 把整个分子看成平均分子，用芳香环、环烷环个数和侧链烷烃碳原子在某一结构单元上所占的百分数描述一个复杂的分子结构4. 不同类型的石油，其烃族组成与结构族组成有何规律？汽油馏分的烃族组成：烷烃含量范围在3070%；环烷烃含量范围在2060%； 芳烃含量一般在20%以下。一般石蜡基原油的汽油馏分中烷烃含量较高

3、，而 中间基原油中的烷烃与环烷烃的含量差不多。 煤柴油馏分的烃族组成：石蜡基如大庆和中原原油烷烃含量高达 50%左右，而芳烃含量仅15%左右； 左右；环烷基如羊三木原油几乎不含烷烃， 芳烃含量高达42.2%；中间基如胜利和华北原油烃族组成介于石蜡基与环烷基之间。 减压渣油（高沸点）馏分的烃族组成： 减压渣油中非烃化合物含量比较高，有的甚至高达一半以上，不同的渣油饱和分含量相差悬殊，芳香分的含量差别较小。我国几种原油的减压渣油胶质含量高达 40%以上，正庚烷沥青质含量较低，分含量约占30%，饱和分含量约占20%。 结构族组成： 石蜡基原油(大庆和中原原油的石蜡基原油)的Cp%显著较大庆和中原原油

4、 较低；而Cn%和Ca%较低；Ra和Rn也较低。 环烷-中间基原油 如孤岛原油 较低， 中间基原油 （如孤岛原油)的 较高， 而Cn%和Ca%较高；Ra和Rn也较高。 中间基原油(如胜利、华北、辽河原油）的中间基原油 如胜利、华北、辽河原油)的 如胜利 Cp%、Cn%、Ca%、Ra、Rn介于石蜡基原 油和环烷基原油之间。5. 石油中的含硫化合物主要有哪些？它们各自有何特点？硫化物 （对金属有无腐蚀） 活性硫：元素硫、H2S、硫醇。硫和硫化氢：多是其它硫化物的分解产物；硫醇（ 硫醇（RSH）：石油中含量不多；沸点低于相应的醇类，多存在于低沸点馏分（汽油、煤油馏分）中；不溶于水，有特殊臭味（甲硫醇

5、）；受热分解生成硫醚和硫化氢。 非活性硫：硫醚、二硫化物、噻吩。硫醚（ 硫醚（RSR）：石油中含量很大，在轻、中馏分中占含硫量的5070存在形态很多，R基可以是烷基、环烷基和芳香基； 中性液体，对金属没有作用。 一般 石油中的二硫化物的含量显著地少于硫醚，不超过整个含硫化合物的10%，而且主要集中在较轻的馏分中，其性质与硫醚相似。原油中噻吩类化合物一般占其含硫化合物的一半 以上。噻吩类化合物主要存在于中沸点馏分尤其是高沸点馏分中。 6. 石油中的含硫、含氮、含氧化合物以及微量金属元素对石油加工过程有何危害？含硫化合物：腐蚀性 ：Fe+H2SFeS+H2 影响产品的储存安定性 硫可使催化剂中毒含

6、氮化合物：1. 影响产品的安定性：如柴油含氮量高，时间久了会变成胶质。是柴油安定性差的主要原因。2. 氮与微量金属作用，形成卟啉化合物。这些化合物的存在，会导致催化剂中毒，使催化剂的活性和选择性降低。含氧化合物： 具有腐蚀性，会常减压蒸馏装置，也会严重腐蚀铅，锌等有色金属。且含环烷酸较多的石油易产生乳化，对石油加工不利。微量元素金属： 碱金属钠具有碱性，可使酸性催化剂失活，镍具有脱氢活性，能促进脱氢及缩合反应，使氢气和焦炭产量增加，轻质油收率降低；此外，还会影响催化剂活性。其他金属如铅和砷使重整催化剂产生永久性中毒。7. 判断陆相成油与海相成油的标准是什么？陆相与海相形成的石油从组成上各自有什

7、么特点？Ni/V1是陆相成油的特征，形成的石油为低硫高氮、含镍较多的石油。Ni/V12.1，属于地质年代古老的原油10、什么叫中间基原油？答：性质介于石蜡基原油和环烷基原油之间的一类原油。原油的特性因数K=11.512.1。其烷烃和环烷烃含量基本相近。11、什么叫环烷基原油？答:环烷基原油又称沥青基原油，是以含环烷烃和芳烃较多的一种原油，具有蜡含量低，密度大，酸值高，粘度大，凝点低，胶质沥青质含量高以及金属含量高等特点，K=10.5-11.5，是地质年代较年轻的原油 12、 酸值与酸含量有什么关系？酸含量=酸值*酸平均分子量13、 我国原油有哪些特点？我国主要油田原油的共同特点是API度小、密

8、度较大、含蜡量高、轻馏分含量较少等。我国主要原油的硫含量一般都较低，而氮含量相对较高。镍含量高、钒含量低是我国大部分原油化学组成的特点之一。1. 石油加工主要过程有哪些？分离过程（物理过程）：分馏，抽提，吸附转化过程（化学过程）：热裂化，催化裂化，催化重整，催化加氢，加氢精制等2. 抗爆性、辛烷值定义？抗爆性：抵抗爆燃现象的能力，一般来说辛烷值越高抗爆性越好。辛烷值：定义抗爆性很高的异辛烷的辛烷值为100，正庚烷的辛烷值为01、为什么要对石油进行二次加工？石油一次加工只可得1040%的汽油、煤油、柴油等轻质油品，其余为重质馏分和渣油。为充分利用渣油，将重质馏分转化为轻质馏分，所以要进行二次加工

9、。2、石油二次加工的主要工艺过程有哪些？热加工：将重质油在高温高压下，使大分子分裂为小分子的过程。催化裂化：重质油轻质化的过程。催化重整：生产高辛烷值汽油及轻芳烃。催化加氢：石油馏分在氢气存在下催化加工的过程。产品精制：提高产品质量，满足产品规格要求。10、不同的烃类热转化反应有什么差别？裂解反应，烃分子的链断裂生成小分子烃，是吸热反应；缩合反应，链断裂生成的活性分子缩合生成更大的分子，是放热反应。 13、简述高温裂解原料、主要目的、主要操作条件以及目的产物的主要用途。 高温裂解是以烃类为原料，在高温（600）下进行的热加工，以取得乙烯为主的低分子烯烃，进一步生产各种石油化学品和合成材料（塑料

10、、合成橡胶和合成纤维）提供原料的过程。因为一般在高温裂解过程同时通入一定量的水蒸气，所以也称水蒸气裂解。14、原料的馏分组成与化学组成对高温裂解产物有何影响，并说明高温裂解原料的理想组分是什么？原料的馏分的影响对乙烯生产来说，原料越轻越好。原料化学组成对高温裂解的影响 a.正构烷烃最利于乙烯的生成，异构烷烃则较多生成丙烯，但随分子量的增大，这种差别缩小b.烯烃中大分子烯烃易裂解为乙烯、丙烯；烯烃还会脱氢生成炔烃、二烯烃进而生成芳烃c.环烷烃易于生成芳香烃，含环烷烃多的原料比正构烷烃所生成的丁二烯、芳烃收率高，而乙烯收率较低。d.无侧链的芳烃不易裂解为烯烃，有烷基侧链的芳烃主要是烷基发生断链和脱

11、氢，芳环能脱氢缩合为稠环芳烃，进而有结焦的倾向。正构烷烃是制取乙烯的理想原料，异构烷烃较差，环烷烃裂解不仅烯烃产率较低同时还易于转化为芳香烃，而芳香烃裂解则易于结焦，是原料中的非理想成分。15. 简述原料性质、反应温度、反应压力、循环比对延迟焦化产物分布及其性质的影响。延迟焦化的产物分布与原料的性质有密切的关系。焦炭产率与原料残炭值直接相关，一般情况下约为原料残炭值的1.52.0倍。 密度较大的原料，焦炭产率也比较高。原料的组成与性质不仅影响焦炭的产率，同时也影响焦炭的质量。加热炉出口温度是延迟焦化的重要操作参数。此温度越高，焦炭塔中的温度也就越高，渣油的反应速度与反应深度增大，气体、汽油及柴

12、油馏分的产率提高，焦化蜡油与焦炭的产率降低，焦炭的挥发分降低。压力较高时对热裂解反应是不利的，而有利于缩合反应，延迟焦化的目的是希望多产馏分油而少产焦炭。在较低的压力下焦炭产率较低，一般焦炭塔的操作压力为0.150.17MPa。循环比对焦化过程的产物分布及产物性质有较大的影响。循环比增加，焦化汽油、焦化柴油的产率也随之增加，而焦化蜡油的产率随之降低，焦化气与焦炭的产率则增加。想少产焦炭，多产馏分油，就应采用较小的循环比。18、反应温度、反应时间与反应压力对高温裂解的反应产物分布有何影响？ 反应温度的影响 高温裂解是强吸热反应，一般轻油及轻柴油的裂解反应热为1470kJ/Kg，所以高温对裂解反应

13、是有利的，其温度范围为750900。对于较轻的原料需用较高的温度，而对于较重的原料则需用较低温度。近年来，随着裂解炉管钢材耐温性的提高，所采用的温度逐渐提高。对于每一种原料有一个最佳的温度，如温度过高其乙烯的产率反而会降低。此外，还应考虑到，随着反应温度的升高，裂解炉管中的结焦速度加快，这会缩短装置的开工周期。 反应时间的影响 在相同的温度下，反应时间越长，原料的转化深度越深。但当反应时间太长时，由于二次反应加剧，其乙烯和其它烯烃的产率反而下降。为此，在一定的温度下，为得到最大的乙烯收率，有其相应的最佳反应时间。压力的影响 不言而喻，降低压力对于由较大的分子裂解生成若干较小的分子的反应是有利的

14、，同时，降低压力还可以抑制烯烃聚合的二次反应，从而减轻结焦的程度。对于裂解这样的高温过程，如果用抽真空减压的方法是极其危险的，所以需要采用加入稀释剂以降低烃分压的方法。目前工业上大都采用水蒸气为稀释剂，所以常称为水蒸气裂解。12、原料的烃类组成、含氮、硫以及金属化合物对催化裂化反应有何影响？硫化物：(1)石油炼制时各种硫化物受热产生的H2S与水共存时，对金属设备造成严重腐蚀。(2)产品使用时，含硫化物对零部件造成腐蚀。(3)炼厂在加工过程中生成H2S恶臭、有毒气体造成污染，危害健康。氧化物：有强烈的腐蚀性，严重腐蚀设备。氮化物：氮化物对加工产品都有一定影响。碱性氮化物能使某些催化剂中毒；油品贮

15、存中氮化物与空气接触氧化生胶，而使油品颜色变深，气味变臭，降低油品安定性。胶质沥青质：能降低润滑油粘度指数，易积炭堵塞管路 14、 RFCC的原料特点：原料分子量大，稠环芳烃含量高，胶质和沥青质含量高，重金属含量高，NS含量高产物馏程变重，粘度大，1、目前炼厂的加氢过程主要有哪几种类型？它们各自的主要目的是什么？答：加氢处理: 通过加氢脱除石油中的硫、氮、氧及金属等杂质，同时使烯烃、二烯烃、芳烃和稠环芳烃选择加氢饱和，改善油品的质量。加氢裂化：将重质油品轻质化并得到高品质的轻质油品。2、在我国大力发展催化加氢过程有什么特殊的意义？答：1.随着世界范围内原油变重、品质变差，原油中硫、氮、氧、钒、

16、镍、铁等杂质含量呈上升趋势，炼厂加工含硫原油和重质原油的比例逐年增大，从目前及发展来看，采用加氢技术是改善原料性质、提高产品品质，实现这类原油加工最有效的方法之一。2.世界经济的快速发展，对轻质油品的需求持续增长，特别是中间馏分油如喷气燃料和柴油，因此需对原油进行深度加工，加氢技术是炼油厂深度加工的有效手段。 3.环境保护的要求。7、加氢精制催化剂的主要活性组分和载体分别是什么，各自有什么作用？P393答：主要活性组分：由 W、Mo、Co、Ni、Fe、Pt 和 Pd 等几种金属的 氧化物或硫化物。作用：是加氢精制的活性主要来源。载体：中性载体，如活性氧化铝，活性炭，硅藻土等，酸性载体如硅酸铝，

17、硅酸镁，活性白土，分子筛等。作用：提供较大的比表面积，使活性组分很好的分散在其表面上，从而更节省活性组分的用量，同时也提高了催化剂的稳定性和机械强度。 8、加氢精制与加氢裂化催化剂为什么要预硫化？常用什么样的硫化剂？硫化条件对于催化剂的预硫化有何影响？答：因为根据生产经验和理论研究，加氢催化剂的活性组分只有在呈硫化物的形态，才具有较高的活性. CS2或其它硫化物。催化剂的预硫化效果取决于硫化条件，即温度、时间、H2S分压、硫化剂的浓度及种类等，其中温度对硫化过程影响最大P3999、加氢精制催化剂为什么会失活？失活后的催化剂如何处理？答：a.由于原料要部分地发生裂解和缩合反应，催化剂表面逐渐被积

18、炭覆盖，使它的活性降低中毒引起的失活机械沉积物。b.由于结焦而失活的催化剂可以用烧焦的方法再生；而被金属中毒的催化剂不能再生；对于催化剂顶部的沉积物，须将催化剂卸出并将部分或全部催化剂过筛.10、反应压力、温度以及空速和氢油比对加氢精制的反应有何影响？答：反应压力 其影响是通过氢分压来体现的，对于含硫化合物的加氢脱硫和烯烃的饱和反应，在压力不太高时就有较高的平衡转化，反应压力对加氢裂化反应速度和转化率的影响，因所用催化剂的类型不同而有所不同。另外，从反应时间来说，提高反应压力有利于转化率的提高反应温度 提高反应温度会使加氢精制和加氢裂化的反应速度加快。由于加氢裂化的反应活化能较高，故其速度提高

19、的更快一些。在通常使用的压力范围内，加氢精制的反应温度一般不超过420，高于420会发生较多的裂化反应和脱氢反应，加氢裂化过程中提高反应温度，裂解速度提高得较快，所以随反应温度的升高，反应产物中低沸点组分含量增多，烷烃含量增加而环烷烃含量下降，异构烷/正构烷的比值下降 空速和氢油比 高的氢分压对加氢反应在热力学上是有利的，同时也能抑制生成积炭的缩合反应；提高氢油比可以提高氢分压 ；加氢过程是放热反应，大量的循环氢可以提高反应系统的热容量，从而减小反应温度的变化幅度 。11、加氢精制催化剂与加氢裂化催化剂有什么差别？答：催化剂的载体有区别，裂化催化剂习惯用分子筛做载体，精制剂应三氧化二铝做载体，

20、分子筛的酸性要强一些，精制催化剂活性中心一般用MO-CO,MO-NI。裂化剂一般W的多催化加氢催化剂的性能取决于其组成和结构，根据加氢反应侧重点不同，加氢催化剂还可分为加氢饱和（烯烃、炔烃和芳烃中不饱和键加氢）、加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属及加氢裂化催化剂；加氢裂化反应式催化裂化正碳离子反应伴随加氢反应，因此加氢裂化催化剂需要具有裂化功能和加氢功能，即加氢裂化催化剂属于双功能催化剂12、加氢裂化工艺流程可分为哪几个部分，每个部分有什么作用？答：一段加氢裂化：用于由粗汽油生产液化气，由减压蜡油、脱沥青油生产航煤和柴油。是生产中间馏分油的首选工艺，该工艺还包括单段两个反应器串联流程 两段加氢裂化

21、：对原料的适应性比较大，操作灵活性大；宜于处理高硫、高氮减压蜡油，催化裂化循环油，焦化蜡油，或这些油的混合油13、加氢裂化过程的产物有什么特点？答：产物的产率高，而且质量好气体产品：原料中烃裂解生成低分子烃类，如甲乙丙丁烷；原料中非烃化合物在氢解石形成so2，NH3和水等； 液体产品：石脑油；中间馏分油；加氢裂化尾油。加氢裂化的液体产率高；加氢裂化的气体产率低；加氢裂化的产品饱和度高，烯烃极少，非烃含量也很低，安定性很好；石脑油馏分芳烃潜含量较高；加氢裂化过程异构能力很强；加氢裂化可以大幅度调整加氢裂化产品的产率分布。14、加氢裂化的反应类型与加氢精制的反应有何异同点？加氢精制目的是脱硫、脱氮

22、、脱氧以及脱金属等；加氢裂化的目的在于将大分子裂化为小分子以提高轻质油收率，同时还除去一些杂质。其特点是轻质油收率高，产品饱和度高，杂质含量少。15、加氢裂化原料、反应条件对加氢裂化反应过程有什么影响？加氢裂化原料通常为原油蒸馏所得到的重质馏分油，也可为渣油（包括减压渣油经溶剂脱沥青后的脱沥青渣油）。影响石油馏分加氢过程（加氢精制和加氢裂化）的主要因素包括：反应压力、反应温度、原料性质和催化剂性能等。反应压力。含硫化合物加氢脱硫和烯烃加氢饱和的反应速度较快，在压力不高时就有较高的转化率；而含氮化合物的加氢脱氮反应速度较低，需要提高反应压力（即延长反应时间）和降低空速来保证一定的脱氮率。对于芳香

23、烃加氢反应，提高反应压力不仅能够提高转化率，而且能够提高反应速度。反应温度。提高反应温度会使加氢精制和加氢裂化的反应速度加快。在通常的反应压力范围内，加氢精制的反应温度一般不超过420，加氢裂化的反应温度一般为260400。空速。重质油料和二次加工得到的油料一般采用较低的空速，加氢精制过程中，降低空速可使脱硫率、脱氮率以及烯烃饱和率上升。氢油比。提高氢油比可以增大氢分压，这不仅有利于加氢反应，而且能够抑制生成积炭的缩合反应，但是却增加了动力消耗和操作费用。在加氢精制过程中，反应的热效应不大，可采用较低的氢油比；在加氢裂化过程中，热效应较大，氢耗量较大，可采用较高的氢油比。1、催化重整的原料及其

24、目的产物是什么？催化重整原料：直馏汽油馏分（石脑油）、目前为了扩大原料来源，也有用焦化汽油、加氢汽油目的产品：高辛烷值汽油、轻芳烃(BTX)、副产氢气和液化气2、催化重整工艺可分为哪几种类型？每种工艺流程的主要包括哪几个部分？（1）以高辛烷值汽油为目的的工艺流程：包括原料预处理和重整反应两部分（2）以生产芳烃为主要目的的工艺流程包括：原料预处理、重整反应 芳烃抽提和分离部分3、催化重整的主反应与副反应分别是什么？它们各自对产物的辛烷值有何贡献？主反应：环烷烃的脱氢反应、环烷烃的异构脱氢反应、烷烃的环化脱氢反应副反应：氢解及加氢裂化反应、积炭反应4、催化重整催化剂的主要有哪两种特性？为什么要求有

25、这样的特性？金属催化功能；酸性功能。重整反应中包括两大类反应：脱氢和裂化、异构化反应。6、重整催化剂第一金属组分与第二金属组分分别是什么？它们之间有什么关系？为什么要添加第二金属组分？第一组分：铂第二组分：铼、锡等铂铼系列的重整催化剂是如今最常用的催化剂。重整催化剂中铂的含量在0.2%0.3%，铂含量过高会使环烷烃开裂和脱烷基趋势加剧，而铂含量过低则使其对原料中毒物的抵抗能力变差。在一定范围内，催化剂的活性随其含铂量的提高而提高。铼的主要作用是减少或防止金属组分“凝聚”，提高催化剂的容碳能力和稳定性，延长运转周期，特别适用于固定床反应器。7、载体在重整催化剂中起什么作用？其主要类型是什么？有什

26、么特性？载体本身并没有催化活性，但是具有较大的比表面积和较好的机械强度，它能使活性组分很好地分散在其表面，从而更有效的发挥其作用，节省活性组分的用量，同时也提高催化剂的稳定性和机械强度。目前，作为重整催化剂的常用载体有-Al2O3 和-Al2O312、反应条件是如何影响催化重整反应的？答：影响重整反应的主要因素：反应温度、反应压力、空速和氢油比。反应温度随催化剂活性的逐渐降低而逐步提高，高温有利于芳烃的生成和辛烷值的提高，但高温也加剧了副反应地进行，使液体产物的收率下降提高；反应压力对生成芳烃的环烷烃脱氢、烷烃环化脱氢反应都不利，相反却有利于加氢裂化应；空速反映了反应时间的长短，对一定的反应器，空速越大，反应时间越短，处理能力就越大空速的选择取决于催化剂的活性和原料组成；在总压不变时，提高氢油比意味着提高氢分压，有利于抑制催化剂上积炭。但是提高氢油比使循环氢量增大，压缩机功率消耗增加。在氢油比过大时会由于减少了反应时间而降低了转化率。专心-专注-专业